《英国气候集团发布报告关注中国低碳增长规划》

  • 来源专题:气候变化科学领域监测服务
  • 编译者: wangqh
  • 发布时间:2014-05-05
  • 2014年3月5日,英国气候集团(ClimateGroup)发布了一份题为《生态文明:中国新时代的蓝图》(Eco-civilization:China'sBlueprintforaNewEra)的新报告,报告为国际读者提供了中国新领导层对这些环境挑战将采取的关键政策指导与优先措施的概览。报告特别关注的是政府开创性提出的“低碳生态文明”的观念,这一观念将对中国的未来经济产生巨大的影响。

    这也是首次将生态文明提升到如此高的层面,不仅与经济、政治、文化及社会系统达到同一高度,甚至贯穿经济、政治、文化与社会的发展之中。

    报告指出,在过去30年,中国经历了前所未有的增长。GDP从1978年的590亿美元增长到了9.4万亿美元,成为全球第二大经济体。

    但目前,中国正面临着复杂的挑战,在这些挑战中,快速的增长导致了国内环境的污染并消耗了大量的资源,其结果是,经济的发展受到了国内资源与环境能力的限制,人们的生命与健康受到了严重的影响。

    这一报告的关键信息主要包括:

    (1)2013年11月的中国共产党第18届中央委员会推出了一系列的措施,如果这些措施能得到充分的实施,将对中国未来的经济与环境产生深远的影响。

    (2)中国目前已经到了改革的关键点,需要处理好由经济模式引发的经济、环境与社会问题,而这种经济模式对过去30年的经济增长产生了巨大影响。

    (3)实施政府的“生态文明”理念是一个涉及到各领域改革的交叉元素,是中国如何解决诸多问题的不可或缺的一部分。

    (4)过年一年中的一系列政策声明强调,政府已经着力于资源保护、可再生能源开发、环境保护与经济开发等领域的许多关键挑战问题。

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  • 《DOE发布氢能计划发展规划提出研发重点及发展目标》

    • 来源专题:能源情报网信息监测服务平台
    • 编译者:guokm
    • 发布时间:2021-03-28
    • 2020年11月12日,美国能源部(DOE)发布《氢能计划发展规划》,提出了未来十年及更长时期氢能研究、开发和示范的总体战略框架。该方案更新了DOE早在2002年发布的《国家氢能路线图》以及2004年启动的“氢能计划”提出的战略规划,综合考虑了DOE多个办公室先后发布的氢能相关计划文件,如化石燃料办公室的氢能战略、能效和可再生能源办公室的氢能和燃料电池技术多年期研发计划、核能办公室的氢能相关计划、科学办公室的《氢经济基础研究需求》报告等,明确了氢能发展的核心技术领域、需求和挑战以及研发重点,并提出了氢能计划的主要技术经济指标。关键内容如下: 一、“氢能计划”使命及目标 DOE“氢能计划”使命为:研究、开发和验证氢能转化相关技术(包括燃料电池和燃气轮机),并解决机构和市场壁垒,最终实现跨应用领域的广泛部署。该计划将利用多样化的国内资源开发氢能,以确保丰富、可靠且可负担的清洁能源供应。 “氢能计划”设定了氢能发展到2030年的技术和经济指标,主要包括:①电解槽成本降至300美元/千瓦,运行寿命达到80 000小时,系统转换效率达到65%,工业和电力部门用氢价格降至1美元/千克,交通部门用氢价格降至2美元/千克;②早期市场中交通部门氢气输配成本降至5美元/千克,最终扩大的高价值产品市场中氢气输配成本降至2美元/千克;③车载储氢系统成本在能量密度2.2千瓦时/千克、1.7千瓦时/升下达到8美元/千瓦时,便携式燃料电池电源系统储氢成本在能量密度1千瓦时/千克、1.3千瓦时/升下达到0.5美元/千瓦时,储氢罐用高强度碳纤维成本达到13美元/千克;④用于长途重型卡车的质子交换膜燃料电池系统成本降至80美元/千瓦,运行寿命达到25 000小时,用于固定式发电的固体氧化物燃料电池系统成本降至900美元/千瓦,运行寿命达到40 000小时。 二、氢能系统的技术需求及挑战 1、制氢。该领域的技术需求和挑战为:①开发成本更低、效率更高、更耐用的电解槽;②重整、气化和热解制氢技术的先进设计;③开发利用可再生能源、化石能源和核能的创新制氢技术,包括混合制氢系统以及原料灵活的方法;④开发从水、化石燃料、生物质和废弃物中生产氢气的高效低成本技术;⑤开发低成本和环境友好的碳捕集、利用和封存(CCUS)技术。 2、输运氢。该领域的技术需求和挑战为:①开发成本更低、更可靠的氢气分配和输送系统;②开发氢气分配的先进技术和概念,包括液化和化学氢载体;③氢气输运的通行权和许可,以及降低部署输运氢基础设施的投资风险。 3、储氢。该领域的技术需求和挑战为:①开发低成本储氢系统;②开发更高储氢容量、重量和体积更小的储氢介质;③开发大规模储氢设施,包括现场大量应急供应和地质储氢;④优化储氢策略,将氢气存储设施布置于最终用途附近,以满足吞吐量和动态响应要求,并降低投资成本。 4、氢转化。该领域的技术开发需求和挑战为:①开发可大规模生产的低成本、更耐用、更可靠的燃料电池;②开发以高浓度氢气或纯氢为燃料的涡轮机;③开发和示范大规模混合系统。 5、终端应用和综合能源系统。该领域的技术需求和挑战为:①系统集成、测试和验证,以识别和解决各应用的特有挑战;②终端应用的示范,包括钢铁制造、氨生产以及利用氢气和二氧化碳生产合成燃料的技术;③示范电网集成以验证氢用于储能和电网服务。 6、制造和供应链。该领域的技术需求和挑战为:①标准化制造流程、质量控制和优化制造设计;②增材制造和自动化制造工艺;③可回收和减少废物的设计。 7、安全、规范和标准。该领域的技术需求和挑战为:①适用、统一的规范和标准,用于所有终端应用,包括燃烧(如涡轮机)以及燃料电池(如卡车、船舶和铁路等需大规模加注氢气的重型应用);②改进安全信息、分享最佳做法和经验教训。 8、教育和专业人员。该领域的技术需求和挑战为:①针对不同利益相关方的教育资源和培训计划,包括应急响应人员、标准规范人员和技术人员(例如,氢及相关技术的操作、维护和处理);②获得关于氢能相关技术的准确、客观信息。 三、近、中、长期技术开发选项 DOE基于近年来氢能关键技术的成熟度和预期需求,提出了近、中、长期的技术开发选项,具体包括: 1、近期。①制氢:配备CCUS的煤炭、生物质和废弃物气化制氢技术;先进的化石燃料和生物质重整/转化技术;电解制氢技术(低温、高温)。②输运氢:现场制氢配送;气氢长管拖车;液氢槽车。③储氢:高压气态储氢;低温液态储氢。④氢转化:燃气轮机;燃料电池。⑤氢应用:氢制燃料;航空;便携式电源。 2、中期。①输运氢:化学氢载体。②储氢:地质储氢(如洞穴、枯竭油气藏)。③氢转化:先进燃烧;下一代燃料电池。④氢应用:注入天然气管道;分布式固定电源;交通运输;分布式燃料电池热电联产;工业和化学过程;国防、安全和后勤应用。 3、长期。①制氢:先进生物/微生物制氢;先进热/光电化学水解制氢。②输运氢:大规模管道运输和配送。③储氢:基于材料的储氢技术。④氢转化:燃料电池与燃烧混合系统;可逆燃料电池。⑤氢应用:公用事业系统;综合能源系统。 四、关键技术领域研发及示范重点 1、制氢 该领域的研发和示范重点事项包括:①开发减少铂系金属含量的新型催化剂和电催化剂;②开发分布式和大容量电力系统的模块式气化和电解系统;③开发低成本、耐用的膜和分离材料;④开发新型、耐用、低成本的热化学和光电化学材料;⑤加速应力试验并探索退化机制以提高耐久性;⑥降低自热重整等重整技术的资金成本;⑦改进辅助系统(BOP)组件和子系统,如电力电子、净化和热气体净化;⑧通过组件设计和材料集成实现大规模生产和制造;⑨包括电力和氢的多联产可逆燃料电池系统;⑩系统设计、混合和优化,包括过程强化。 2、输运氢 该领域的研发和示范重点事项包括:①材料在高压或低温下与氢的相容性;②氢液化的创新技术;③用于氢气储存、运输和释放的载体材料和催化剂;④用于氢气低成本分配的创新组件(如压缩机、储氢罐、加氢机、喷嘴等)。 3、储氢 该领域的研发和示范重点事项包括:①降低材料、组件和系统成本;②开发用于高压罐的低成本高强度碳纤维;③开发与氢气相容的耐久、安全性好的材料;④低温液态储氢和冷/低温压缩储氢的研究、开发和示范;⑤发现和优化储氢材料,以满足重量、体积、动力学和其他性能要求;⑥利用化学氢载体优化储氢效率;⑦以化学载体形式储氢用于氢燃气轮机;⑧地质储氢的识别、评估和论证;⑨氢和氢载体出口的系统分析;⑩研究可广泛部署的储氢技术和终端用途的优化目标;研发用于安全、高效和稳定储氢的传感器和其他技术。 4、氢转化 (1)氢燃烧方面,重点关注如下事项:①在简单循环和组合循环中实现燃料中更高的氢浓度(最高达100%);②研究燃烧行为并优化低NOx燃烧的组件设计;③应用和开发先进计算流体动力学;④开发先进的燃烧室制造技术;⑤开发新材料、涂层和冷却方案;⑥优化转换效率;⑦提高耐用性和寿命,降低成本,包括运维成本;⑧开发系统优化和控制方案;⑨评估和缓解水分对传热和陶瓷退化的影响;⑩开发和测试氢燃烧改装组件;实现碳中性燃料(氨气、乙醇蒸汽)的燃烧。 (2)质子交换膜燃料电池方面,重点关注如下事项:①通过材料研发,降低铂族金属催化剂的负载量;②开发耐高温、低成本、耐用膜材料;③改进组件设计和材料集成,以优化可制造和可扩展的膜电极组件的电极结构;④开发自供燃料的燃料电池所用碳中性燃料的内部重整技术;⑤加速压力测试,探索老化机理以及缓解方法;⑥改进BOP组件,包括压缩机和电力电子设备;⑦开发适用于多种重型车辆的标准化、模块化堆栈和系统;⑧改进混合和优化系统的设计。 (3)固体氧化物燃料电池方面,重点关注如下事项:①研发材料以降低成本并解决高温运行相关问题;②管理燃料电池电堆中的热量和气体流量;③解决堆栈和BOP系统的集成、控制和优化,以实现负荷跟踪和模块化应用;④改进BOP组件,包括压缩机和电力电子设备;⑤开发标准化、模块化堆栈;⑥进一步研究杂质对材料和性能的影响;⑦系统设计、混合和优化,包括可逆燃料电池。 5、终端应用 该领域的研发和示范重点事项包括:①为氢能的特定用途制定严格的目标;②解决各终端应用中的材料兼容性问题;③降低成本,提高工业规模电解槽、燃料电池系统、燃气轮机和发动机以及混合动力系统的耐用性和效率;④组件和系统级的集成和优化,包括BOP系统和组件;⑤集成系统的优化控制,包括网络安全;⑥制造和规模扩大,包括过程强化;⑦协调规范和标准,包括氢气加注协议;⑧开发新的氢能应用的容量扩展模型,以确定其经济性。
  • 《IDTechEx发布《先进半导体封装:趋势和增长动力》报告》

    • 来源专题:集成电路
    • 编译者:李衍
    • 发布时间:2023-07-18
    • 2023年5月15日,著名市场咨询公司IDTechEx发布《先进半导体封装:趋势和增长动力》报告。    报告指出,由于摩尔定律的放缓以及单片硅集成电路开发和制造成本的上升,先进的半导体封装技术至关重要。最初组件是在PCB板级别单独封装和集成的,但随着设备变得更小,需要更高的处理能力,组件集成需要超越PCB板级别。封装级集成是第一个进步,其次是晶圆级集成,它提供了至少十倍高的连接密度、适用于尺寸敏感应用的更小的占地面积和卓越的性能。晶圆级集成包括扇入型封装、核心扇出型封装、高密度扇出封装、2.5D IC封装和3D IC封装技术。然而,只有那些凸点间距(Bump Pitch)尺寸小于100 μm的半导体封装技术才被认为是“先进”的半导体封装工艺。这包括高密度扇出封装、2.5D IC封装和3D IC封装技术。    从2.5D混合集成到完全3D垂直集成的转变对于未来以数据为中心的应用程序至关重要。从2.5D转向3D的主要挑战是缩放凸点间距的尺寸。在2.5D IC封装中,凸点间距大小在25 μm到40 μm之间,具体取决于中介层材料。然而,对于3D堆叠封装,凸块间距必须缩小到10 μm以下,甚至低至1 μm以下。台积电报告显示,堆叠N7/N6芯片的凸点间距为9 μm,堆叠N5芯片的凸点间距为6 μm。N3芯片堆叠的凸点间距预计将进一步降至4.5 μm,未来几代堆叠集成电路的凸点间距将继续缩小。堆叠具有小凸点间距尺寸的两个芯片是一个重大挑战,因为必须在低温下实现介电材料的高精度对准和键合。还有必要对Cu填充材料进行适当控制,以防止在键合过程中溢出。此外,热管理成为小凸点间距尺寸封装的一个关键问题,需要考虑能够实现更好的热传输和可能的液体冷却技术的封装设计。    IDTechEx确定了先进半导体封装的四个主要应用领域:高性能计算(HPC)应用/数据中心、通信网络、自动驾驶汽车和消费电子产品。对数据处理日益增长的需求是这些应用领域增长的主要驱动力。然而,每种应用都有特定的要求,需要不同的先进半导体封装技术。然而,每种应用都有特定要求,需要不同的先进半导体封装技术。对于HPC应用程序/数据中心,首要任务是提供卓越的数据处理能力,使用硅中介层或硅桥的2.5D IC技术成为首选,尽管其成本高。智能手机或智能手表等消费电子产品注重小型化和成本,基于有机封装技术是首选。在5G和其他通信领域,关键挑战是传输损耗,封装天线(Antenna-in-package, AiP)是目前5G毫米波最可行的选择,而片上天线(Antenna on chip/wafer, AoP)仍在紧张开发中,以降低成本。对于未来的自动驾驶汽车来说,CPU和其他组件的异构集成,如HBM(高带宽内存)和可靠的电力输送系统,将为先进的半导体封装和创新创造新的机会。